Question

5．請你參與下列探究：
【問題情景】某化學(xué)實驗小組同學(xué)將鐵粉投入硫酸銅溶液中，發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質(zhì)的同時有較多的氣泡放出．這一現(xiàn)象激發(fā)起同學(xué)們的探究欲望，生成的是什么氣體？
【提出猜想】從物質(zhì)組成元素的角度，放出的氣體可能是SO₂、O₂、H₂．
【查閱資料】SO₂易溶于水，它能與NaOH反應(yīng)，生成Na₂SO₃．
【方案設(shè)計】依據(jù)上述猜想，實驗小組同學(xué)分別設(shè)計了如下方案：
（1）甲同學(xué)認為是O₂，則檢驗方法是用帶火星的木條試驗，看木條是否復(fù)燃．
（2）乙同學(xué)認為是SO₂，則只需將放出的氣體通入盛有NaOH溶液的洗氣瓶中，稱量通氣前后洗氣瓶的質(zhì)量．寫出SO₂與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O．
（3）實驗小組同學(xué)合作設(shè)計了如圖甲組合實驗方案，排除和驗證猜想的氣體．

如果放出的是O₂和H₂，你認為方案中的安全隱患是容易爆炸．
丙同學(xué)認為：為確保安全，實驗前應(yīng)先收集一試管氣體，用拇指堵住試管口，移近酒精燈火焰，松開拇指點火，若不發(fā)出尖銳的爆鳴聲，方可采用上面的裝置進行實驗．
【實驗探究】經(jīng)丙同學(xué)確認安全后，小組同學(xué)首先對裝置A進行稱量，再將收集到的氣體從a通入，過一會兒點燃B處酒精燈；一段時間后，發(fā)現(xiàn)表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色；停止通氣，再次稱量裝置A，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量無增減．
結(jié)論：鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時，產(chǎn)生的氣體是氫氣．
【思維拓展】
（1）由上述實驗可以推出，硫酸銅溶液中可能含有酸性物質(zhì)．
（2）不通過稱量，如何判斷SO₂與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)呢？有一同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的裝置進行實驗，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)液面上升，就得出SO₂與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論．其他同學(xué)認為這一方案不嚴謹，理由是二氧化硫能溶于水．要得到科學(xué)嚴謹?shù)慕Y(jié)論，仍利用該裝置，補做的實驗是收集等量的二氧化硫，倒置于盛有水的燒杯中．

Answer 1

分析 鐵是一種活動性較強的金屬，可以與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生的氫氣具有可燃性和還原性，若不純點燃或加熱易爆炸，可以用來還原某些金屬氧化物，鐵還可以與硫酸銅溶液反應(yīng)，置換出其中的銅；氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；二氧化硫是酸性氣體，溶于水．

解答 解：（1）氧氣具有助燃性，更是帶火星的木條復(fù)燃，故填：用帶火星的木條試驗，看木條是否復(fù)燃；
（2）二氧化硫是酸性氣體，可以與堿氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，故填：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，
（3）氫氣如若不純，點燃或加熱時易產(chǎn)生爆炸事故，所以使用前要注意驗純，防止爆炸，故填：容易爆炸；
要驗純，需要收集一試管的氣體，用拇指堵住試管口，靠近酒精燈火焰，移開拇指點火，若不在爆炸極限范圍之內(nèi)，則不會產(chǎn)生爆鳴聲，故填：堵住試管口，移近酒精燈火焰，松開拇指點火；尖銳的爆鳴聲；
根據(jù)黑色的氧化銅粉末變紅，說明氧化銅被還原，則生成的氣體是氫氣，故填：氫氣；
【思維拓展】（1）硫酸銅溶液能產(chǎn)生氫氣，說明其中含有酸性物質(zhì)，故填：酸性；
（2）由于二氧化硫能溶于水，而本實驗沒有設(shè)計對照試驗，故不嚴密，需要補充二氧化硫與水混合的實驗，故填：二氧化硫能溶于水；收集等量的二氧化硫，倒置于盛有水的燒杯中．

點評 本題綜合考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)、氧氣的檢驗、使用氫氣的注意事項以及堿的部分性質(zhì)，常見氣體的鑒別主要有氧氣、二氧化碳、氮氣、氫氣、空氣等，選擇鑒別方法時，要根據(jù)氣體性質(zhì)的差異．